1、地震作用,地震的概念 地震的分类 地震的成因 地震危害 现代地震的分布规律 地震的地质表现与预报,地震 是岩石圈的快速颤动。它是由构造运动引起岩石圈内某些地区的应力集中而使岩石变形,当应力达到或超过岩石的强度极限时,岩石便产生破裂或位移,同时将其能量突然释放出来,并以地震波的形式向四周传播,于是产生地震。 是构造运动的表现,几个概念,震源:在地下(或岩石圈内)首先发生的源地。 震中:震源在地面的垂直投影。 震源深度:从震源到震中的距离。 震中距:从震中到地震记录台站的地面距离。,地震波,地震过程中向四外放出的弹性波,称地震波。 体波是在介质中传播的,故称体波。其质点运动呈直线运动。体波分为纵波
2、和横波。纵波( P wave ) :是由震源向外传递的压缩波(推进波),使地面上下震动。速度快达78KM/S。 横波( S wave ) :是由震源向外传递的剪切波,使地面左右摆动。速度为4.55KM/S。 面波(表面波):是由纵波、和横波在地面相遇产生 的,沿着地表面传播,速度为3.5KM/S。,地震的大小,地震的大小等级由地震的震级和烈度来度量 震级:表示地震能量大小的等级。有19级。也是地震能量的量度。 一次地震只有一个震级,以此次地震中的主要震级为代表。 地震烈度:是指地震对地面影响和破坏的程度。,地震震级,地震震级:是按照震源放出能量的多少来划分的地震等级,释放的能量越多,震级越大。
3、一般采用的里氏震级标准是用下式计算的: logE=11.8+1.5M (E)为震源放出的总能量,(M)为震级。 震级同能量成对数关系,每差一级,能量差32倍。,地震烈度,地震烈度:是根据人的感觉和地面房屋建筑等遭受破坏程度来划分的地震等级。它同震级大小、震源深浅、所在地区的岩石地质构造情况以及震中距离有关。同震级地震,浅源要较深源破坏性大,相应烈度也大;同一次地震,离震中越近,烈度越大,反之则小;岩石和地质构造情况也影响烈度的大小,岩石松软,断裂发育地段烈度相对大。,每次地震,由震中向外,地震烈度依次变小。将地震烈度相等的点连成封闭曲线,称作等震线。 地震烈度由弱到强分为10度或12度,我国使
4、用的是12度烈度表。各级的表现特征、相应震级、释放能量见地震烈度、震级及年度次数对照表,地震的分类,(一)按震源深度分类: 1.浅源地震:震源深度为070km。 2.中源地震:震源深度为70300km 3.深源地震:震源深度为大于300km (二)|按成因分类:,1.构造地震:由构造运动所引起的地震称为构造地震。这类地震占地震总量90%。 特点:能量大,影响范围大,破坏性强,活动频繁,延续时间长。 2.火山地震:由于火山的猛烈喷发而诱导发生的地震,称为火山地震。 特点:震源局限在火山活动地带,震级很少6级。,3.崩陷地震:不稳定的岩块在重力作用下发生的坠落(山崩)和陷落(洞穴塌陷)而引起地面的
5、颤动,称为崩陷地震。此类地震发生在具有陡峭地势的山区及岩溶地区。 4.水库地震:与大型水库的储水量多少有相关的地震,称为水库地震。如广东新丰江水库储水115亿米3后,诱发了一系列水库地震,从19611972年中发生大小地震26万次,最大的为6级。,地震主要是由板块活动特别是板块边缘带的活动造成的。无论在张性的洋脊还是扭性的转换断层以及复杂多变的俯冲带,在它们形成之时和形成之后,当积累的能量足以使岩石产生破裂和位移时,能量突然释放,以地震波的形式传播出去,引起地震。岩石破裂时能量的释放一般以“弹性回跳”来解释,即当岩石受力产生弹性变形,一旦超过弹性极限而破裂时,断层两侧的岩石就要回到未变形前的位
6、置而产生弹性跳动,同时释放能量。非板块边缘的断层活动也可形成地震,不过数量较少。这种由构造运动所产生的地震即构造地震。,地震的成因,地震发生的机制 弹性回跳 板块构造学说 相变,地震波引起的地面震动(面波),使建筑物受到破坏。 在自然灾害中地震造成的损失最大:1950年以来,全球地震灾害造成的损失已达2000多亿美元。 1976年的唐山的地震,使整个唐山毁于一旦,24万人死亡。 地震常引起次生灾害:火灾、断水、断电、煤气管道破裂爆炸、交通设施毁坏;在海洋中地震产生可以波及很远的海啸,造成的灾害常超过地震本身。,地震造成的灾害,海啸,现代地震的分布规律,世界的构造地震,主要分布在板块的俯冲带、碰
7、撞带和扩张带上。 (一)、世界地震的分布 1.环太平洋地震带:位于太平洋四周大陆的边缘或岛弧上。全世界80%的浅源地震,90%的中源地震和100%的深源地震都发生在此带。 2.地中海喜马拉雅印尼地震带大致沿地中海、土耳其、伊朗、喜马拉雅山、缅旬、印度尼西亚一带。全球约有15%的地震发生在此一带。 3.大洋中脊和大陆裂谷地震带:它分布于世界各大洋脊的轴部,均为浅源地震。,(二)、我国地震的分布 1.东部地震区;2.西部地震区;3.中枢地震带(或南北地震带),地震活动的规律 时间上的周期性,造成在同一地区,破坏性大地震的发生一般都有一定的周期性(数百年至数千年),例如华北地区7级左右破坏性大地震的
8、周期为300年(近一千年来已有四次重复的历史记录资料,最后一次为1966 - 1976年的地震高潮期)。,地震的地质表现与预报,地震前的异常表现,小震活动(前震)有的大地震发生前几天或几小时,会发生一系列小地震多者可达几十至几百次,地质学家称它们为前震。一般来说在强震发生前数月或数日存在前震现象。因此通过观察大震前有一系列小震,预报大震,并设法预防大震。,地震前的异常表现,地形变大地震前都有地形变活动。如:邢台地震前高程发生了大的变化。1996年3月15日高程迅速下降,到3月22日就发生了地震。1968年山东郯城8.5级大震之前,在震中区东面海上有个小岛,由于地面慢慢隆起,小岛不断上升,后来居
9、然同大陆连成一片。美国的圣安德烈斯大断层带是世界上地震最频繁的地区之一。圣安德烈斯断层的突出特点在于水平方向错动。1906年地震时,一次断层两侧错动了6.4米。,地震前的异常表现,地磁场异常由于地应力变化,在大地震发生前也会引起地磁场异常变化。1855年,日本的商人,用一个马蹄形磁铁粘满铁钉,招引顾客。在1855年江户大地震发生的当天,吸到磁铁上的铁钉突然掉落在地,使他大为惊愕。时过两小时,一次破坏性大地震发生了,震撼了整个市区。1970年1月5日,在云南通海发生7.8级大地震。震前,震中区有些人在收听中央人民广播电台的广播,忽然发现收音机音量减小,声音嘈杂不清,特别是在震前几分钟,播音干脆中
10、断。,地震前的异常表现,震 声地震前,尤其是大震前,数分钟、数小时或数天,往往有声响自地下深处传来,人们习惯称之为“地声”。据调查,距1976年唐山7.8级地震震中100公里范围内,在临震前尚没入睡的居民中,有百分之九十五的人听到了震前的地声。,地震前的异常表现,地下水异常1966年3月河北邢台地震前许多水井突然冒气泡、翻油花,井水突然变苦。这些变化之后不久,邢台就发生了大地震。1975年2月4日海城地震之前,先后发现467口井水位发生升降变化其原因是震区范围的地下含水岩石在受到强烈的挤压或拉伸,引起地下水的重新分布,出现水位的升降和各种物理性质和化学变化,使水变味、变色、混浊、浮油花、出气泡
11、等。,地震前的异常表现,大气异常地震前往往会出现多种反常的大气物理现象,如怪风、暴雨、大雪、大旱、大涝、骤然增温或酷热蒸腾、异常闪光等。1975年2月4日,辽宁海城7.3级大地震之前,虽已是严冬季节,天气却特别暖和,有时能听到雷声;个别阴坡没有冻土,长青草,有的地方还发现蝴蝶和昆虫。2月3日上午3时至10时,震区气温突然上升,形成一个以海城为中心的急剧升温区,两个小时内海城增温12度。,地震前的异常表现,动物活动反常 动物反常表现大体有三类:兴奋型异常:如惊恐不安、不进圈、狂吠,如癫如狂,仓皇逃窜;惊飞、群迁等。抑制型异常:如行动变得迟缓,或发呆发痴,不知所措,或不肯进食等。生活习性变化:如冬
12、眠的蛇出洞,老鼠白天活动不怕人,大批青蛙上岸活动等。,地震的预报,地震是严重的自然灾害,威胁人们的生命财产与安全,影响国计民生。预报地震是地质工作者的神圣使命。按距离地震发生时间,预报分为中长期预报、短期预报和震前预报。 中长期预报:主要通过地震和地质情况的调查研究来实施。 短期预报:既要靠地震和地质情况的调查研究,还要靠运用各种监测手段。 震前预报:主要靠各种监测手段。地震监测主要是利用各种仪器设备去研究岩石中正在发生的各种物理变化。地震仪对微弱震能进行连续记录,分析研究记录,可以推断地震的发震趋势。,地震的预报,地动仪,地震的预防,地震的预防主要在于提高建筑物的抗震能力。在设计与施工中应根
13、据地震区划的资料作出相应的抗震措施,特别是大型矿山、水库、重大工程设施以及工业建设等要严格符合抗震要求。抗震建筑的实质在于加强建筑物的整体性、结构的牢固程度及地基的稳固性。有许多现代的大都市都是位于地震带上。想要减少地震造成大浩劫的方法之一,就是设计一些足以承受大地震的建筑物。,地震与工程建设,地震与工程建设的关系极为密切,地震与工程建设方面的研究主要内容集中在区域地质条件分析、场地工程地质、地基抗震三方面。具体内容: 1研究引起地震区域地质背景,为抗震防灾规划提供地质依据 2研究、预测地震的分布规律; 3.研究地震引起地表破裂变形、地震滑坡、地表裂缝、地震液化。 4.研究在地震过程中岩土层对
14、地震波的传播特性; 5地震对工程危险性的分析和预测; 6提出防御地震的工程技术方案;,2008/05/12 四川汶川大地震,2008年5月12日四川汶川大地震,地震后,这次让所有人措手不及的汶川地震究竟因何而爆发?,汶川大地震发生时附近地表移动分布,破裂时间80秒 破裂长度216km 倾角为32度。,图片来源:中国地质调查局,InSAR 图像显示汶川512大地震产生的变形,汶川大地震主震及余震央位置统计图,图片来源:中国地质调查局,汶川大地震余震分布图(截至5月21日止),图片来源:中国地质调查局,汶川大地震震度分布圖,P波传播时间理论图,图片来源:中国地质调查局,印度板块与欧亚板块相撞,图片
15、来源:中国地质调查局,龙门山断裂带,龙门山断裂带,这是一条特别要命的裂缝。它绵延长约500公里,宽达70公里,规模巨大,沿着四川盆地西北缘底部切过,位置十分特殊,地壳厚度在此陡然变化,在其以西为60-70km,以东则在50km以下。它的东部仅100公里外就是人口密集、工业发达的成都平原地区和大城市群。,1657年4月21日,它爆发有记录以来最大的6.2级地震。此后300多年间,这条断裂带再未发生过超过6级的强震。但令人意想不到的是,2008年5月12日14时28分,它突然发作,撼动大地,震级8.0级.,近年来中国西部GPS测量地表移动结果,印度大陆板块向北漂移并和欧亚大陆板块碰撞挤压,形成了世
16、界屋脊喜马拉雅山和巨大的青藏高原。青藏高原平均海拔高度达5000米,在重力作用下,巨大的青藏高原就像一个大胖子突然躺到一个水床上。青藏高原深部地壳的岩石在高温高压下发生部分熔融,就像水床垫中的水在那个大胖子重重身体的挤压下向四周边界涌动一样,向高原的周缘挤流。古老的四川盆地下面是强硬的岩石圈,深深地扎根于其下的上地幔之中,强烈地阻挡着青藏高原向东扩张。在青藏高原扩张和四川盆地反扩张的前沿阵地,于是就挤压形成了高耸的龙门山,这次四川汶川大地震正是人类遭遇龙门山造山运动的悲惨一幕。,龙门山断裂带(为逆断层),汶川,图片来源:中国地质调查局,是印度板块向亚洲板块俯冲,造成青藏高原快速隆升。高原物质向
17、东缓慢流动,在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川映秀地区突然释放。,龙门山断层附近GPS测量之位移量,汶川大地震发生前后发生地震统计图,汶川地震为什么造成这么大的灾难呢?,第一、地震大。地震震级很大,断层长300多公里,宽40多公里。而且断层的错动量平均是2.5米,最大到了8.9米。 第二、震源浅。通俗的说,震源浅指的是震源深度只有15公里,但还不完全是这样,因为地震破裂面是从地下一直延伸到地面,而且长达300多公里,宽40多公里,整个断层面一直从地下30多公里的地方延伸到地面,错乱了地面,这是这次地震会造成如此大损
18、失的第二个原因。第三、破裂的持续时间长,而且破裂不规则,对地面造成的破坏大。,2001年全球8级强烈地震进入了一个新的活跃阶段,共发生了6次8级以上地震,分别是:2001年萨尔瓦多8.0级地震;中国昆仑山口8.1级,2003年日本北海道8.0级地震,2004年苏门答腊9.1级,2005年苏门答腊8.5级,2008年汶川地震。 100年以来全球共发生8.5级以上地震7次,分别发生在1920、1933、1950、1960、1964、2004、2005年,2004年苏门答腊9.1级特大地震打破了全球8.5级以上地震长达40年的异常平静,表明全球地震可能已进入新的位置。,当今在全球范围内地震已进入了一个新的活动时期,而历史、现今的一系列强烈地震的发生不仅为人民,为国家造成了重大的人员伤亡和经济损失,而更重要的却是在人们的心灵深处留下了难以忘却的创伤。 “上天、入地、下海“这是人类向地球和宇宙挑战的三大壮举,然而入地太难了,高精度的地球物理探测当今也只能限于地壳层次,因此人类在探索地球深部奥秘的漫漫征途上艰难的前进着,但从未放弃!,思考题,什么是地震? 地震是怎么产生的? 根据成因划分,地震可以划分为那几类 什么叫震源深度?何谓深源地震,中源地震,浅源地震? 现代地震的分布规律?,